Silica được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau để chống mài mòn, cách điện và ổn định nhiệt cao. Phân tán bằng siêu âm giúp sử dụng tiềm năng của silica bằng cách cải thiện chất lượng phân tán.
Silica ứng dụng (SiO2) là một vật liệu gốm đa chức năng đang được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau để cải thiện bề mặt và tính chất cơ học của vật liệu đa dạng. Nó được sử dụng như chất độn, phụ gia đặc tính, chất biến đổi lưu biến hoặc hỗ trợ chế biến trong nhiều công thức sản xuất, chẳng hạn như sơn và chất phủ, nhựa, cao su tổng hợp, chất kết dính, chất bịt kín hoặc vật liệu cách nhiệt. Đặc biệt silica fume (silicon dioxide vô định hình) hoặc microsilica đang được thêm vào bê tông để cải thiện độ bền và độ bền bê tông. Silica fume cũng đang được sử dụng trong bê tông chịu lửa để giảm độ xốp và tăng cường độ bền bằng cách cải thiện việc đóng gói hạt.
Silica phân tán Silica sẵn có ở nhiều dạng ưa nước và kỵ nước và thường được sử dụng với kích thước hạt cực kỳ mịn. Thông thường silica không phân tán tốt sau khi ướt. Nó cũng thêm rất nhiều vi bọt trong định hình sản phẩm. Đối với hầu hết các ứng dụng silica, sự phân tán tốt và đồng đều là rất quan trọng. Đặc biệt khi được sử dụng trong lớp phủ và sơn mài để cải thiện khả năng chống trầy xước, các hạt silica cần phải đủ nhỏ để không làm nhiễu ánh sáng khả kiến để tránh tạo mờ và duy trì độ trong suốt. Đối với hầu hết các lớp phủ, silica cần phải nhỏ hơn 40nm để đáp ứng yêu cầu này. Đối với các ứng dụng khác, sự tích tụ hạt cản trở từng hạt silica riêng lẻ tương tác với môi trường xung quanh. Xử lý siêu âm đã được chứng minh rất hiệu quả trong việc phân tán silica và tốt hơn nhiều so với các phương pháp đồng hóa bằng khuấy trộn cắt tốc độ cao khác. Hình ảnh dưới đây cho thấy một kết quả điển hình của siêu âm phân tán của silica trong nước. Các phép đo thu được bằng cách sử dụng máy đo kích thước hạt.
Bắt đầu (đường cong màu xanh) ở kích thước hạt tích tụ hơn 200 micron (D50) hầu hết các hạt được giảm xuống dưới 200 nanomet. Đuôi kéo dài sang bên phải, kết quả từ các thành phần vật liệu (đống lớn và hình thành sơ cấp lớn ). Trong khi các đống được giảm một cách dễ dàng, nó cần xử lý lâu hơn để nghiền nát các hạt lớn hơn. Hiệu quả xử lý trong giảm kích thước Silica. Hiệu suất xử lý của siêu âm trong phân tán silica được so sánh với các phương pháp khuấy trộn cắt tốc độ cao khác, chẳng hạn như dùng IKA Ultra-Turrax của Pohl và Schubert. Pohl đã so sánh việc giảm kích thước hạt của Aerosil 90 (2% trọng lượng) trong nước bằng cách sử dụng Ultra-Turrax (rotor-stator-system) ở các chế độ cài đặt khác nhau với thiết bị siêu âm ở chế độ liên tục. Hình dưới đây cho thấy kết quả.
Theo kết quả nghiên cứu của ông, Pohl kết luận rằng “Siêu âm EV năng lương riêng liên tục có hiệu quả hơn hệ thống rotor-stator” và “Tần số siêu âm áp dụng trong khoảng từ 20 kHz đến 30 kHz không có ảnh hưởng lớn trên các quá trình phân tán. ”Những hình ảnh dưới đây cho thấy kết quả mà Pohl thu được siêu âm phun silica hạt.